Modelo de despacho de energía eléctrica con restricciones de red en potencia activa y reactiva

Abstract

El despacho económico se define como el método para determinar la operación de un sistema eléctrico mediante la asignación óptima de la demanda total del sistema entre las diferentes unidades de generación. El objetivo principal del presente proyecto es el de desarrollar un modelo de despacho económico que incluya en el mismo restricciones de red, tanto en potencia activa como en potencia reactiva. Para ello, se revisa el estado del arte existente referente a la inclusión de restricciones de red en los modelos de despacho estudiando las aproximaciones al problema del flujo de cargas en corriente continua y los principales algoritmos empleados en su resolución Posteriormente, se expone el proceso de creación del modelo de despacho. En primer lugar, se indica la formulación matemática, repasando la nomenclatura, función objetivo y restricciones del problema MILP. En segundo lugar, se describe la inclusión en el modelo de las restricciones de red en potencia activa y potencia reactiva. Finalmente, se termina describiendo el funcionamiento y estructura global del programa. El proyecto finaliza aplicando el modelo a dos escenarios, cada uno con una función propia. El primer escenario está formado por una pequeña red de 4 nudos cuya función es el de validar y comprobar el correcto funcionamiento del modelo. El segundo escenario, está formado por un sistema real de la isla de Palma. Este escenario permite analizar los resultados arrojados por la herramienta de despacho sobre una red real. El estudio de los escenarios finaliza con un análisis de los tiempos de ejecución y rendimiento del programa.

Economic dispatch is defined as the method to determine the operation of an electrical power system through the optimal allocation of the total demand between the different generation units. The main objective of this project is to develop an economic dispatch model which includes network restrictions in both active power and reactive power. For doing so, the state of the art regarding the inclusion of network restrictions in the dispatch models has been reviewed, studying the approaches to the problem of the linearization of the optimal power flow and the main algorithms used in its resolution. Subsequently, the creation process of the dispatch model is described. Firstly, the mathematical formulation of the model is explained, reviewing the nomenclature, objective function and constraints of the MILP problem. Secondly, it is described how the active and reactive power network restrictions has been included. Finally, it is shown how the model works and the program structure. The project concludes by applying the model to two scenarios, each with its own purpose. The first scenario is shaped by a small network of 4 buses whose function is to validate and verify the correct operation of the model. The second scenario is a real case based on the island of Palma. This scenario allows analyzing the results thrown by the dispatch tool over a real network. The scenarios analysis ends with a study of the execution times and performance of the program.